Prima di tutto quali sono le tecnologie per la creazione
del filato....
La maggior parte delle fibre man-made è realizzata per estrusione,
forzando un liquido molto viscoso attraverso gli orifizi di una filiera
e formando un insieme di filamenti continui di un polimero allo stato
semi-solido.
Nello stadio iniziale i polimeri che costituiranno le fibre, sono
allo stato solido e quindi devono prima passare allo stato fluido che consenta
l’estrusione. Questo avviene, di norma, attraverso la fusione, se i polimeri
sono termoplastici, o sciogliendoli in un solvente se non termoplastici. Se non
possono essere fusi o disciolti devono essere trattati chimicamente per
realizzare dei derivati termoplastici.
La filiera
Si tratta è un ugello metallico munito di uno o più fori attraverso i quali
viene estruso il polimero, fuso o in soluzione, necessario per la fabbricazione
di fibre artificiali o sintetiche.
La forma e la grandezza di una filiera differisce molto a seconda del tipo
di fibra prodotta e del tipo di macchinario utilizzato per la filatura.
Una filiera può contare da uno a diverse migliaia di fori, il cui diametro
è dell'ordine di pochi decimi di millimetro. Generalmente sono di sezione
circolare, ma possono anche avere forme diverse, ad esempio triangolari, a
stella o anulari per conferire alla fibra caratteristiche particolari. Alcune
fibre composite utilizzano filiere a fori anulari concentrici per coestrudere
polimeri diversi.
Da ogni foro si ottiene un filamento chiamato
bava, una o più bave formeranno il filo che verrà successivamente raccolto su
un supporto adeguato.
Quando il filamento esce dalla filiera il polimero liquido passa prima ad uno stato gommoso e poi solidifica. Questa operazione va sotto il nome di filatura (chiamata anche filatura primaria, per distinguerla dalla tipica lavorazione tessile).
La filatura dei polimeri
può avvenire seguendo le seguenti metodologie:
• wet
spinning
• dry
spinning
• melt
spinning
•
gel spinning.
La scelta tra le varie
tecnologie possibile viene svolta in primo luogo in considerazione della natura
e dalle proprietà del polimero che si vuole filare.
La filatura per melt spinning
consiste nel portare il polimero a temperatura di fusione prima del processo di filatura. Durante la filatura il filo si raffredda e
quindi solidifica.
Esempi
di polimeri filati per melt spinning
sono il nylon e le fibre poliesteri.
La filatura per dry spinning viene utilizzata per i polimeri
che non possono fondere poiché hanno una temperatura di degradazione minore
della temperatura di fusione. Con questa metodologia il polimero viene dissolto
in un solvente in modo da ottenere una soluzione liquida che viene investita
durante la filatura da un getto di aria o gas inerte, grazie al quale la
soluzione solidifica per evaporazione del solvente.
Esempi di polimeri filati per dry
spinning sono l’acetato, il triacetato di cellulosa e le fibre acriliche.
La filatura per wet spinning
è utilizzata per i polimeri che hanno un'elevata temperatura di fusione. In
questo caso il polimero viene disciolto in un solvente per ottenere una
soluzione, quindi viene sottoposto a filatura, durante la quale il solvente
viene allontanato facendolo sciogliere in un secondo solvente rispetto al quale
il polimero non è solubile.
Esempi di polimeri filati
per wet spinning sono le fibre
acriliche, il rayon e lo spandex.
Nel gel spinning (o dry-wet spinning) il polimero
parzialmente fuso viene prima investito da un flusso di aria e poi raffreddato
in un bagno liquido. Le fibre ottenute con questa metodologia presentano una
maggiore resistenza a trazione.
Esempi di polimeri filati per gel
spinning sono il polietilene e alcune fibre aramidiche.
I filamenti che escono dalla filiera formano il
filo singolo che viene roccato sulla macchina di filatura. In seguito la rocca
viene caricata in cantra del lavaggio e poi questo filo lavato ed asciugato su
appositi cilindri a vapore è pronto per le lavorazioni tessili.
La filatura vera e propria
La filatura serve ad ottenere un filo continuo
sufficientemente elastico e resistente per essere sottoposto a successive
operazioni al fine di ottenere tessuti.
I sistemi di filatura, come pure i tipi di
macchinario impiegato, sono diversi a seconda della fibra che si debba filare.
Le operazioni comuni a tutte le fibre artificiali sono:
- lo stiro,
che ha lo scopo di far scorrere le fibre una sull'altra e di assottigliare via
via il nastro sino a formare uno stoppino uniforme e di spessore adatto che
alimenterà il filatoio;
- la filatura vera e propria, compiuta
dal filatoio, che dà un ultimo stiro allo stoppino uscito dallo stiratoio o dal
banco a fusi e produce il filato imprimendogli la torsione necessaria a fargli
acquistare resistenza;
- la condizionatura, mediante la quale si stabilizzano grado di
torsione e umidità relativa del filato dopo passaggio in apposite camere a
vapore.
Il filatoio
Macchina che compie le ultime operazioni della
filatura di fibre discontinue, cioè stiro, torsione e incannatura. Secondo i tipi di filato che si
devono produrre e il tipo di fibra tessile lavorata si impiegano differenti
filatoi; tutti questi filatoi sono alimentati con lo stoppino, prodotto dallo
stiratoio o dal banco a fusi che assottigliano il filato fino a uno spessore
adatto all'operazione di filatura.
Il filatoio ad anello, detto anche ring, è il filatoio continuo
più diffuso in quanto compie contemporaneamente le azioni di stiro, torsione e
incannatura del filato ad alta velocità (20.000 giri al minuto del fuso); viene
impiegato per la produzione di filati pettinati di cotone, lana, fibre
sintetiche. È composto, in genere, da due fronti simmetrici, portanti ciascuno
da 200 a 300 fusi, con comandi indipendenti in modo che si possano produrre due
tipi diversi di filato nello stesso momento.
Passiamo ora alle tecnologie per la creazione del
tessuto....
La tessitura
è una tecnica molto antica derivata dalla pratica dell'intreccio usato per
fabbricare le stuoie e i canestri: l'armatura più semplice è,
infatti, quella a due fili, ordito e trama, intrecciati fra loro perpendicolarmente; sempre con
la medesima tecnica è stato possibile ottenere tessuti decorati.
La
tessitura meccanica si svolge secondo un determinato ciclo di operazioni:
ricevimento del filato, generalmente su rocche, dalla filatura; controllo, mediante adeguate
strumentazioni, del titolo, della torsione e della composizione dei filati;
preparazione dei subbi sui quali si dispongono i
fili di ordito, preparazione della
trama, su spolette nel caso in cui la tessitura venga eseguita ancora con telai a navette, su rocche di grandi dimensioni nel caso in
cui la tessitura venga eseguita con moderne macchine per tessere senza navetta.
L'operazione di tessitura vera e propria è automatica e, in linea di principio,
viene ancora eseguita come nei telai a mano: i licci controllano i movimenti in verticale dei fili di
ordito, comandandoli in modo da formare l'apertura del passo, nella quale viene
inserita la trama, secondo l'armatura prestabilita; le trame vengono accostate
a ogni passaggio dal pettine a formare il tessuto che, a mano a mano, si
avvolge su di un rullo avvolgitore comandato automaticamente, in sincronismo
con lo svolgimento dell'ordito dal subbio. Quando la pezza di tessuto è ultimata viene sottoposta alle prove
tecniche previste, quindi è inviata nei reparti adatti dove si svolgono le
varie operazioni di finissaggio e di lavaggio e,
eventualmente, di tintura per ottenere il prodotto commerciale.
Il telaio
Macchina per
tessere che lavora intrecciando perpendicolarmente tra loro i fili di trama e di ordito: telaio a mano, meccanico.
Pur avendo
caratteristiche differenti secondo il tipo di filato da impiegare e il tessuto
da ottenere, i telai sono praticamente costituiti da una struttura metallica
che sorregge i diversi dispositivi necessari alla tessitura; i fondamentali
sono: il subbio,
situato nella parte posteriore del telaio, sul quale sono stati preventivamente
avvolti i fili che serviranno da ordito nel tessuto da produrre; i licci,
formati da un'intelaiatura metallica alla quale sono applicate una serie di
maglie disposte in senso orizzontale e al centro delle quali vi è un foro nel
quale passa il filo di ordito; un organo di comando del movimento di alzata e
abbassata dei licci; questo movimento viene trasmesso ai fili di catena per cui
si scostano i fili pari dai fili dispari, formando un'apertura, o passo,
attraverso la quale viene fatto passare il filo di trama; la navetta, a forma di
siluro, che porta al suo interno una spoletta con il filo di trama ed è dotata
di movimento alternato ortogonale rispetto ai fili d'ordito; la navetta scorre
lungo un'idonea guida e inserisce il filo di trama tra quelli di ordito secondo
il rapporto d'armatura
desiderato; il pettine che, sospeso tra i fili di ordito, è collegato alla
cassa battente e, a ogni passaggio della navetta, spinge i fili di trama uno
vicino all'altro determinando così la fittezza del tessuto che si sta formando;
il cilindro sul quale si arrotola il tessuto prodotto. In alcuni telai ad alta
produttività, che sarebbe più giusto chiamare “macchine per tessere”, non
esiste la navetta: il filo di trama viene fatto passare attraverso quelli di
ordito mediante un oggetto mobile (pinza, proiettile, getto d'aria o d'acqua
sotto pressione) che raccoglie il filo da una rocca posta a lato della cassa
battente e lo fa scorrere nel passo.
